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第1章廣播電視的基本知識(shí)1.1圖像光電轉(zhuǎn)換的基本過程1.2電視掃描原理1.3重現(xiàn)電視圖像的基本參量

1.4全電視信號(hào)1.5電視信號(hào)的發(fā)送實(shí)訓(xùn)一電視圖像清晰度與電視系統(tǒng)分解力1.1圖像光電轉(zhuǎn)換的基本過程圖1-1電視廣播過程1.1.1像素及其傳送圖1-2圖像順序傳送系統(tǒng)示意圖1.1.2光電轉(zhuǎn)換原理1.圖像的攝取圖1-3圖像信號(hào)產(chǎn)生的過程(a)攝像管的結(jié)構(gòu)；(b)圖像信號(hào)產(chǎn)生的過程2.圖像的重現(xiàn)

圖像的重現(xiàn)是依靠電視接收機(jī)的顯像管來完成的。顯像管的任務(wù)是將圖像電信號(hào)轉(zhuǎn)換為圖像光信號(hào)，完成電到光的轉(zhuǎn)換。顯像管是利用熒光效應(yīng)原理制成的。所謂熒光效應(yīng)是指某些化合物在受到高速電子轟擊時(shí)表面能夠發(fā)光，并且轟擊的電子數(shù)量越多速度越高，則發(fā)光越強(qiáng)。顯像管主要由電子槍及熒光屏等幾部分組成。當(dāng)把具有熒光效應(yīng)的熒光粉涂附在顯像管正面的內(nèi)壁，就構(gòu)成了熒光屏。當(dāng)顯像管內(nèi)電子槍發(fā)出的高速電子轟擊到熒光屏上后，熒光粉就會(huì)發(fā)光。如果讓電子槍發(fā)射電子束的能力受圖像信號(hào)強(qiáng)弱的控制，那么熒光粉發(fā)光的亮度也就與圖像信號(hào)強(qiáng)弱相對(duì)應(yīng)，從而呈現(xiàn)和發(fā)送端相同的圖像，達(dá)到圖像重現(xiàn)的目的。1.2電視掃描原理1.2.1逐行掃描所謂逐行掃描，就是電子束自上而下逐行依次進(jìn)行掃描的方式。這種掃描的規(guī)律為電子束從第一行左上角開始掃描，從左到右，然后從右回到左邊，再掃描第二行，第三行，…直到掃完一幅（幀）圖像為止。接著電子束由下向上移動(dòng)到開始的位置,又從左上角開始掃描第二幅（幀）圖像。上述電子束作水平方向的掃描叫行掃描，其中電子束自左到右的水平掃描叫行掃描的正程，自右回到左的水平掃描叫行掃描的逆程。圖1-4逐行掃描圖1-5幀逆程掃描圖1-6水平和垂直掃描示意圖(a)僅有水平掃描時(shí)的基線及與之相對(duì)應(yīng)的波形；(b)僅有垂直掃描時(shí)的基線及與之相對(duì)應(yīng)的波形1.2.2隔行掃描圖1-7隔行掃描(a)奇數(shù)場(chǎng)；(b)偶數(shù)場(chǎng)；(c)嵌套后的一幀圖像

我國(guó)電視規(guī)定：幀頻為25Hz，一幀圖像分625行傳送，所以行掃描頻率為fH=25×625=15625Hz。隔行掃描電子幀頻較低，電子束掃描圖像時(shí)所占的頻帶寬度較窄（約6MHz），對(duì)電視設(shè)備要求不高，因此，它是目前電視技術(shù)中廣泛采用的方法。隔行掃描的關(guān)鍵是要保證偶數(shù)場(chǎng)正好嵌套在奇數(shù)場(chǎng)中間，否則會(huì)降低圖像清晰度，甚至出現(xiàn)并行現(xiàn)象。1.2.3我國(guó)廣播電視掃描參數(shù)

我國(guó)廣播電視采用隔行掃描方式，其主要掃描參數(shù)如下：行周期TH=64μs；行頻fH=15625Hz；行正程TSH=52μs；行逆程TRH=12μs；場(chǎng)周期TV=20ms；場(chǎng)頻fV=50Hz；場(chǎng)正程TSV=287TH+20(μs)=18.388ms≈18.4ms；場(chǎng)逆程TRV=25TH+12(μs)=1.612ms≈1.6ms；幀周期TZ=40ms；每幀行數(shù)Z=625行（其中：正程575行）；幀頻fZ=25Hz；每場(chǎng)行數(shù)312.5行（其中：正程287.5行）。1.3重現(xiàn)電視圖像的基本參量1.3.1亮度、對(duì)比度和灰度

人眼最重要的視覺功能是對(duì)客觀景物的亮度感覺。亮度就是人眼對(duì)光的明暗程度的感覺。亮度一般用B表示，度量亮度的單位為nit（尼特）。尼特定義為在一平方米面積內(nèi)具有一燭光（cd）的發(fā)光強(qiáng)度，即1nit=1cd/m2?？陀^景物的最大亮度與最小亮度之比稱為對(duì)比度。對(duì)于重現(xiàn)的電視圖像，其對(duì)比度不僅與顯像管的最大亮度Bmax和最小亮度Bmin有關(guān)，還與周圍的環(huán)境亮度BD有關(guān)，其對(duì)比度K為1.3.2視頻圖像信號(hào)的頻帶寬度1.一幀圖像的像素全電視信號(hào)的頻帶寬度與一幀圖像的像素個(gè)數(shù)和每秒掃描的幀數(shù)有關(guān)。我國(guó)的電視掃描行數(shù)為625行，其中正程575行，逆程50行。因此，一幀圖像的顯示掃描行數(shù)為575行。也就是說,一幀圖像由575行像素組成。一般電視機(jī)屏幕的寬高比為4∶3，因此一幀圖像的總像素個(gè)數(shù)約為：2.圖像信號(hào)的頻帶寬度圖像信號(hào)包括直流成分和交流成分。其中直流成分反映圖像的背景亮度，它的頻率為零，反映了圖像的最低頻率。交流成分反映圖像的內(nèi)容，圖像越復(fù)雜，細(xì)節(jié)變化越細(xì)，黑白電平變化越快，其傳送信號(hào)頻率就越高。顯然圖像信號(hào)頻帶寬度等于其最高頻率。如果播送一幅左右相鄰像素為黑白交替的脈沖信號(hào)畫面，顯然這是一幅變化最快的圖像，每?jī)蓚€(gè)像素為一個(gè)脈沖信號(hào)變化周期，而我國(guó)電視規(guī)定一秒鐘傳送25幀畫面，因此該圖像的最高頻率為1.3.3圖像的尺寸與幾何形狀1.圖像的尺寸根據(jù)人眼的特性，視覺最清楚的范圍約為垂直夾角15°、水平夾角20°的矩形面積。因此，目前世界各國(guó)電視屏幕都采用矩形，畫面的寬高比為4∶3或5∶4。隨著電視技術(shù)的進(jìn)步，幀型向大屏幕方向發(fā)展。目前，世界上已出現(xiàn)寬高比為5∶3、5∶3.3、16∶9等尺寸。顯像管屏幕的大小常用矩形對(duì)角線尺寸來衡量，一般家用電視機(jī)屏幕對(duì)角線長(zhǎng)度為23~74cm不等。人們習(xí)慣用英寸表示，如9、14、18、21、25英寸和29英寸等，它們的對(duì)角線分別為23、35、47、53、64cm和74cm等。2.圖像的幾何相似性（1）非線性失真圖1-8電視圖像的非線性失真(a)不失真；(b)iYH失真；(c)iYV失真（2）幾何失真圖1-9電視圖像的幾何失真(a)枕形失真；(b)桶形失真；(c)平行四邊形失真1.3.4電視圖像清晰度與電視系統(tǒng)分解力1.垂直分解力垂直分解力是指沿著圖像的垂直方向上能夠分辨出像素的數(shù)目。顯然它受每幀屏幕顯示行數(shù)Ｚ′（或者總行數(shù)Ｚ）的限制。在最佳的情況下，垂直分解力Ｍ就等于顯示行數(shù)Ｚ′。在一般情況下，并非每一屏幕顯示行都代表垂直分解力，而取決于圖像的狀況以及圖像與掃描線相對(duì)位置的各種情況?？紤]到圖像內(nèi)容的隨機(jī)性，有效垂直分解力Ｍ可由下式估算出： M=KZ’K值通常取0.5~1之間，若取K=0.76，則有效垂直分解力M=0.76×575=437線。2.水平分解力

水平分解力是指電視系統(tǒng)沿圖像水平方向能分解的像素的數(shù)目，用N表示。水平分解力取決于電子束橫截面大小。也就是說，水平分解力與電子束直徑相對(duì)于圖像細(xì)節(jié)寬度的大小有關(guān)。實(shí)驗(yàn)證明，在同等長(zhǎng)度條件下，當(dāng)水平分解力等于垂直分解力時(shí)圖像質(zhì)量最佳。由于一般電視機(jī)屏幕的寬高比為4∶3。故有效水平分解力N可根據(jù)式（1-4）求出：1.3.5每幀圖像掃描行數(shù)的確定

為了獲得圖像的連續(xù)感、克服閃爍效應(yīng)并不使圖像信號(hào)的頻帶過寬，我國(guó)電視標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定幀頻為25Hz，采用隔行掃描，場(chǎng)頻為50Hz。這樣的場(chǎng)頻恰好等于電網(wǎng)頻率，還可以克服當(dāng)電源濾波不良時(shí)圖像的蠕動(dòng)現(xiàn)象。由于掃描行數(shù)決定了電視系統(tǒng)的分解力，從而決定了圖像的清晰度，因此在電視標(biāo)準(zhǔn)中確定掃描行數(shù)是一個(gè)極為重要的問題。我國(guó)規(guī)定每幀含625行。圖1-10人眼的分辨力示意圖

圖中，θ為分辨角，是在一定距離L時(shí)，人眼恰能分辨的兩個(gè)黑點(diǎn)之間的夾角。顯然θ越小，表示人眼的分辨力越強(qiáng)；反之則越弱。因此，可以定義人眼的分辨力為分辨角的倒數(shù)。d為兩個(gè)黑點(diǎn)之間距離即行距;h為屏幕高度；φ為視覺清楚區(qū)域張角；L為最佳觀看距離。由圖不難看出:θ與行距d、距離L的關(guān)系為式中，θ以分為單位。設(shè)屏幕高度為h，屏幕有效顯示行數(shù)為Z′

正常人眼的分辨角在1′~1.5′之間，通常取θ=1.5′；觀看電視的最佳距離為L(zhǎng)≈4h（由人的視覺清楚的區(qū)域φ≈15°得出），將此兩值代入式（1-8），即可算出相應(yīng)的屏幕顯示行數(shù)Z′=537。我國(guó)電視標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定屏幕顯示行數(shù)為575行，再考慮每幀逆程的50行，即確定了每幀總行數(shù)為Z=625行。1.４全電視信號(hào)1.4.1圖像信號(hào)圖1-11圖像信號(hào)

圖像信號(hào)的幅度在電視信號(hào)相對(duì)幅度的75％以下，一般在12.5％~75％之間。其中，幅度為12.5%的電平稱之為白電平，幅度為75%的電平稱之為黑電平。圖像信號(hào)是以64μs為周期的周期性信號(hào)，其中每行顯示52μs。1.4.2復(fù)合消隱信號(hào)圖1-12復(fù)合消隱信號(hào)

行、場(chǎng)消隱脈沖的相對(duì)電平為75%，相當(dāng)于圖像信號(hào)黑電平。行消隱脈寬為12μs，周期為64μs，場(chǎng)消隱脈寬為1612μs，周期為20ms。1.4.3復(fù)合同步信號(hào)1.同步的重要性圖1-13收送不同步造成接收?qǐng)D像異常圖1-14行掃描不同步圖1-15場(chǎng)掃描不同步2.行、場(chǎng)同步信號(hào)圖1-16行、場(chǎng)同步信號(hào)3.槽脈沖與前后均衡脈沖由于場(chǎng)同步脈沖持續(xù)2.5個(gè)行周期，如果不采取措施就會(huì)丟失2～3個(gè)行同步脈沖，使行掃描失去同步，直到場(chǎng)同步脈沖過后，再經(jīng)過幾個(gè)行周期，行掃描才會(huì)逐漸同步，從而造成圖像上邊起始部分不同步。為了避免上述情況發(fā)生，可在場(chǎng)同步脈沖期間開5個(gè)小槽來延續(xù)行同步脈沖，這就是槽脈沖。槽脈沖寬度與行同步脈沖相同，它的后沿與行同步脈沖前沿（上升沿）相位一致。這樣，在場(chǎng)同步脈沖期間，槽脈沖起行同步脈沖的作用，從而消除了圖像上部的不同步現(xiàn)象。圖1-17復(fù)合同步信號(hào)及其分離圖1-18均衡后的場(chǎng)同步脈沖信號(hào)1.4.4全電視信號(hào)圖1-19全電視信號(hào)全電視信號(hào)有如下三個(gè)特點(diǎn)：①脈沖性。②周期性。③單極性。全電視信號(hào)中各輔助脈沖參數(shù)如下：行消隱脈寬：12μs行同步脈寬：4.7μs場(chǎng)消隱脈寬：1612μs場(chǎng)同步脈寬：160μs槽脈沖脈寬：4.7μs均衡脈沖寬：2.35μs1.5電視信號(hào)的發(fā)送1.5.1圖像信號(hào)的調(diào)幅所謂調(diào)幅，是指高頻載波的幅度隨著所要傳送圖像信號(hào)幅度的變化而變化，此圖像信號(hào)叫調(diào)制信號(hào)。圖1-20單一頻率調(diào)制的調(diào)幅波波形和頻譜

負(fù)極性調(diào)制有下列優(yōu)點(diǎn)：①外來干擾脈沖對(duì)圖像的干擾表現(xiàn)為黑點(diǎn)，這使人眼的感覺不怎么明顯；②由于負(fù)極性調(diào)制同步頭電平最高，且采用黑電平固定措施，故易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)增益控制，可以簡(jiǎn)化接收機(jī)的自動(dòng)增益控制電路；③隨著圖像亮度增大，發(fā)射機(jī)輸出功率就減小。在一般情況下，一幅圖像亮的部分總比暗的部分面積大，因而，在負(fù)極性調(diào)制時(shí)，調(diào)幅信號(hào)的平均功率要比峰值功率小很多。圖1-21圖像信號(hào)的調(diào)幅波的頻譜圖1-22負(fù)極性調(diào)制1.5.2伴音信號(hào)的調(diào)頻所謂調(diào)頻，就是將欲傳送的伴音信號(hào)作為調(diào)制信號(hào)去調(diào)制載波的頻率，使載波的瞬時(shí)頻率隨伴音信號(hào)的幅度變化而變化。伴音信號(hào)所以采用調(diào)頻方式發(fā)送，是由于調(diào)頻方式音質(zhì)好，抗干擾能力強(qiáng)。因?yàn)檎{(diào)頻波是等幅波，外來干擾使接收到的信號(hào)振幅變化時(shí)，在接收機(jī)的伴音通道中可以用限幅器將信號(hào)幅度限定為等幅，從而消除或減少干擾的影響。圖1-23調(diào)頻波的波形和頻譜(a)調(diào)頻波波形；(b)頻譜分布

為了不失真地傳送伴音調(diào)頻波，所需要的頻帶寬度在理論上應(yīng)是無限寬，但實(shí)際上的伴音調(diào)頻波，隨著邊頻次數(shù)的增高，它的幅度很快減少。所以整個(gè)伴音調(diào)頻波的能量大部分集中在載波附近的幾對(duì)邊頻中，其它更高次邊頻幅度幾乎可忽略不計(jì)。在一般情況下，當(dāng)某高次邊頻譜線的幅度小于未經(jīng)調(diào)制時(shí)載波幅度的1%時(shí)，就可以認(rèn)為已經(jīng)到達(dá)了頻帶的邊界了，所以伴音信號(hào)調(diào)頻波的有效帶寬BW可近似表示為:BW=2（Δf+fam）式中，fam——伴音信號(hào)的最高頻率,Δf——調(diào)頻波的最大頻偏。

我國(guó)電視標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：最大頻偏Δf=50kHz，伴音信號(hào)的最高頻率fam=15kHz，則已調(diào)頻波的帶寬BW=2×(50+15)=130kHz。調(diào)頻伴音信號(hào)的頻帶寬度比調(diào)幅圖像信號(hào)的頻帶寬度要小很多，因此伴音信號(hào)可采用雙邊帶傳送。我國(guó)實(shí)際電視系統(tǒng)中規(guī)定：伴音信號(hào)調(diào)頻波的有效帶寬為250kHz，每一頻道在伴音載頻兩側(cè)各留有0.25MHz范圍的帶寬容納邊頻，因此采用調(diào)頻方式傳送的伴音信號(hào)頻帶寬，音質(zhì)好。在實(shí)際電視系統(tǒng)中，為了改善調(diào)頻信號(hào)高頻分量的抗干擾性能，伴音信號(hào)發(fā)送時(shí)，人為地預(yù)先將其高頻成分幅度加大，稱之為“預(yù)加重”。通常由RC網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成預(yù)加重電路。我國(guó)電視標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，預(yù)加重電路時(shí)間常數(shù)T=RC=50μs。1.5.3全射頻電視信號(hào)的頻譜圖1-24殘留邊帶制高頻電視信號(hào)的頻譜

我國(guó)電視標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，伴音載頻fs比圖像載頻fc高6.5MHz，高頻圖像信號(hào)采用殘留邊帶方式傳送，高頻伴音信號(hào)采用雙邊帶方式傳送。由圖可知，由于濾波特性不可能太陡，因此高頻圖像信號(hào)下邊帶在1.25MHz處衰減20dB；伴音信號(hào)帶寬為±0.25MHz，由于fs比fc高6.5MHz，而圖像信號(hào)帶寬為6MHz，因此伴音信號(hào)在圖像信號(hào)頻帶之外，從而有效地防止了相互干擾。從圖中還可知，每個(gè)頻道所占帶寬為8MHz（1.25＋6.5+0.25=8MHz）。1.5.4電視頻道的劃分1.我國(guó)無線廣播電視頻道的劃分表1-1我國(guó)廣播電視頻道的劃分表1-1我國(guó)廣播電視頻道的劃分表1-1我國(guó)廣播電視頻道的劃分表1-1我國(guó)廣播電視頻道的劃分表1-1我國(guó)廣播電視頻道的劃分

由表1-1可以看出：①各頻道的伴音載頻始終比圖像載頻高6.5MHz。②頻道帶寬的下限始終比圖像載頻fp低1.25MHz，上限則始終比伴音載頻fs高0.25MHz。③各頻道的本機(jī)振蕩頻率始終比圖像載頻高38MHz，比伴音載頻高31.5MHz。④表中，92~167MHz、566~606MHz為供調(diào)頻廣播和無線電通訊等使用的波段，不安排電視頻道。即12~13頻道之間，24~25頻道之間頻率并未連續(xù)。⑤每個(gè)頻道的中心頻率及所對(duì)應(yīng)的中心波長(zhǎng)是估計(jì)天線尺寸和調(diào)試電視機(jī)時(shí)的參數(shù)。例如：第8頻道的中心頻率為對(duì)應(yīng)中心波長(zhǎng)為2.我國(guó)有線電視增補(bǔ)頻道的劃分從無線廣播電視頻道劃分可知，Ｉ波段為1~5頻道（又稱L頻段），頻率范圍為48.5~92MHz。Ⅲ波段為6~12頻道（又稱H頻段），頻道范圍為167~223MHz。Ⅳ、Ⅴ波段（又稱U頻段）為13~68頻道，頻率范圍為470~958MHz。在L、H頻段及H、U頻段之間有部分未使用的空頻段。這一部分空頻段作為增補(bǔ)頻段，供有線電視系統(tǒng)傳輸節(jié)目。在L、H頻段之間110~167MHz定為增補(bǔ)Ａ頻段，共有7個(gè)增補(bǔ)頻道Z1～Z7；在H、U頻段之間，223~295MHz范圍定為增補(bǔ)Ｂ1頻段，增補(bǔ)頻道為Z8~Z16；295~447MHz范圍定為增補(bǔ)Ｂ2頻段，增補(bǔ)頻道為Ｚ17~Ｚ35；447~471MHz范圍規(guī)定為增補(bǔ)B3頻段，增補(bǔ)頻道為Ｚ36~Ｚ38。全部增補(bǔ)頻道范圍包括Ａ、B1、B2、B3四個(gè)頻段共38個(gè)增補(bǔ)頻道，見圖1-25所示。圖1-25增補(bǔ)頻道劃分示意圖

目前，我國(guó)有線電視廣播的傳輸系統(tǒng)分為四種，以傳輸系統(tǒng)的上限頻率劃分：①300MHz傳輸系統(tǒng)，可傳送節(jié)目數(shù)為28套，即標(biāo)準(zhǔn)頻道VHF（1~12）和增補(bǔ)頻道Ｚ1～Ｚ16。②450MHz傳輸系統(tǒng)，可傳送節(jié)目數(shù)為47套，即標(biāo)準(zhǔn)頻道1~12頻道和增補(bǔ)頻道Ｚ1～Ｚ35

。③550MHz傳輸系統(tǒng)，可傳送節(jié)目數(shù)為60套，即標(biāo)準(zhǔn)頻道1~22頻道和增補(bǔ)頻道Ｚ1～Ｚ38。④870MHz傳輸系統(tǒng)，可傳送節(jié)目數(shù)為95套，即包括標(biāo)準(zhǔn)頻道1~57頻道和Ｚ1～Ｚ38全部增補(bǔ)頻道。實(shí)訓(xùn)一電視元器件的篩選檢測(cè)圖S1-1色環(huán)電阻標(biāo)志方法圖S1-2測(cè)量小容量電容值的方法圖S1-3幾種濾波元件符號(hào)示意圖(a)陶瓷濾波器；(b)石英晶體；(c)聲表面波濾波器圖S1-4可控硅及其檢測(cè)(a)可控硅符號(hào)；(b)可控硅的檢測(cè)圖S1-5雙柵MOS場(chǎng)效應(yīng)管符號(hào)第2章黑白電視的基本原理2.1黑白顯像管2.2黑白電視機(jī)原理框圖2.3電視信號(hào)和信號(hào)通道的頻譜分析2.4黑白電視機(jī)常見故障的分析2.1黑白顯像管2.1.1黑白顯像管的結(jié)構(gòu)圖2-1黑白顯像管結(jié)構(gòu)示意圖1.玻璃外殼

玻璃外殼包括管頸、管錐體和屏面玻璃三部分。在顯像管玻璃外殼管錐體部分的內(nèi)外壁上分別涂有石墨導(dǎo)電層，從而形成一個(gè)以玻璃為介質(zhì)，以內(nèi)外壁石墨層為兩個(gè)極片的電容器（電容量約為600~1200pF）。這個(gè)電容器可作為第二、四高壓陽(yáng)極的濾波電容，因而在高壓供電電路中不必另接高壓濾波電容。2.電子槍圖2-2典型黑白顯像管管腳接線圖

電子槍通常由燈絲和陰極、控制柵極、加速陽(yáng)極、聚焦陽(yáng)極和高壓陽(yáng)極等組成。2.1.2黑白顯像管的調(diào)制特性和性能參數(shù)圖2-3黑白顯像管的調(diào)制特性曲線1.調(diào)制特性

熒光屏上形成圖像的各點(diǎn)的灰度由柵-陰電流的大小決定，而陰極電流的變化受柵—陰電壓的調(diào)制，我們把柵陰電壓ugk對(duì)陰極電流ik的控制關(guān)系稱為顯像管的調(diào)制特性。①圖2-3所示為柵-陰電壓ugk和陰極電流ik的關(guān)系曲線，叫做調(diào)制特性曲線。該指數(shù)曲線由下列公式給出：式中，k是比例系數(shù)，與電極的特性和構(gòu)造等因素有關(guān)；γ是非線性系數(shù)，其數(shù)值大小因管子而異，取值在2~3之間；ugk0

是柵極截止電壓，即顯像管陰極電流ik=0時(shí)的柵極負(fù)壓（此時(shí)熒光屏不發(fā)光，無光柵）。②最大調(diào)制量是調(diào)制特性中的一個(gè)重要概念，其定義是顯像管熒光屏上從不發(fā)光（陰極電流為零）到出現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)亮度的光柵（陰極電流為50μA）時(shí)柵-陰電壓的變化量Δugk，公式表示為Δugk=|ugk0|-|ugk50|

式中，ugk50為ik=50μA時(shí)的柵-陰電壓值。如果Δugk值小，說明ugk只要有一個(gè)較小的變化，或顯像管陰極輸入一個(gè)幅度較小的視頻信號(hào)，便能在熒光屏上獲得較大的亮度或?qū)Ρ榷鹊淖兓?。這就是說ik能較快從0μA升至50μA，表明顯像管的靈敏度高。所以，最大調(diào)制量越小，顯像管靈敏度越高；反之則越低。③從調(diào)制特性曲線圖形上看，柵-陰電壓越負(fù)，陰極電流就越小，則熒光屏亮度越暗;反之，亮度越高。當(dāng)負(fù)極性圖像信號(hào)從陰極輸入時(shí)，原圖像較暗部分對(duì)應(yīng)的較高圖像信號(hào)電平就會(huì)抬高陰極電平使得柵—陰電壓越負(fù)，這樣，顯像管重現(xiàn)的圖像是正確的。此外，陰極電流ik不應(yīng)超過150μA（負(fù)電壓約為-20V）；否則，陰極電流過大，會(huì)燒壞熒光粉層。④一般來說，顯像亮度與陰極電流呈線性關(guān)系，然而非線性的調(diào)制特性曲線會(huì)使重現(xiàn)的圖像明暗失調(diào)，引起灰度失真，也稱γ失真。γ失真是由顯像管特性決定的，所有的電視機(jī)都存在。所以，電視臺(tái)在發(fā)送圖像信號(hào)時(shí)已進(jìn)行了γ失真的校正。對(duì)整個(gè)電視系統(tǒng)而言，已經(jīng)通過校正把它變成了線性傳輸系統(tǒng)了，那么在討論調(diào)制特性曲線時(shí)，也可以把ugk和ik的關(guān)系作為線性關(guān)系來分析，忽略其原有的非線性關(guān)系。2.性能參數(shù)表2-1國(guó)產(chǎn)黑白電視顯像管性能參數(shù)表2.1.3偏轉(zhuǎn)線圈1.偏轉(zhuǎn)線圈的構(gòu)造圖2-4偏轉(zhuǎn)線圈結(jié)構(gòu)示意圖2.行、場(chǎng)偏轉(zhuǎn)線圈圖2-5行偏轉(zhuǎn)線圈和它所產(chǎn)生的磁場(chǎng)(a)左手定則；(b)行偏轉(zhuǎn)線圈；(c)行磁場(chǎng)分布圖2-6場(chǎng)偏轉(zhuǎn)線圈和它所產(chǎn)生的磁場(chǎng)(a)左手定則；(b)場(chǎng)偏轉(zhuǎn)線圈；(c)場(chǎng)磁場(chǎng)分布3.中心位置調(diào)節(jié)器圖2-7中心位置調(diào)節(jié)器2.2黑白電視機(jī)原理框圖圖2-8超外差內(nèi)載波式黑白電視機(jī)的原理框圖2.2.1黑白電視機(jī)的組成及其各部分的作用1.高頻調(diào)諧器（高頻頭）由天線收到的高頻圖像信號(hào)與高頻伴音信號(hào)經(jīng)饋線進(jìn)入高頻頭。高頻頭由輸入電路、高頻放大器、本振和混頻級(jí)組成。其主要作用是：選擇并放大所接收頻道的微弱電信號(hào)；抑制干擾信號(hào)；與天線實(shí)現(xiàn)阻抗匹配，保證信號(hào)能最有效傳輸；進(jìn)行電視信號(hào)頻率變換，完成超外差作用。輸入電路由無源網(wǎng)絡(luò)組成，對(duì)天線接收到的信號(hào)進(jìn)行頻道選擇，把所要接收到的信號(hào)最有效地傳送給高放級(jí)。高頻頭中有頻道選擇機(jī)構(gòu)，可選擇所需要接收的頻道。

高放級(jí)將輸入電路所選擇的頻率信號(hào)進(jìn)行放大，提高信號(hào)功率對(duì)機(jī)內(nèi)噪聲功率的比值（即信噪比），減少信號(hào)受到機(jī)內(nèi)噪聲的干擾，其增益約為20dB，同時(shí)將所放大的高頻信號(hào)送入混頻級(jí)。高放級(jí)要求有8MHz帶寬，以保證電視信號(hào)順利通過。本機(jī)振蕩器產(chǎn)生本機(jī)振蕩頻率送至混頻級(jí)，該振蕩頻率總比所接收的電視圖像載頻高一個(gè)固定中頻（38MHz）。在混頻級(jí)中，高放級(jí)送來的圖像和伴音信號(hào)與本振信號(hào)完成混頻作用，產(chǎn)生出頻率較低的圖像和伴音中頻，并送至中放通道。中頻頻率為本振頻率減去所接收電視圖像和伴音的載頻，下面以接收第二頻道信號(hào)為例：

95.75（本振頻率）-57.75（圖像載頻）=38MHz（圖像中頻）

95.75（本振頻率）-64.25（伴音載頻）=31.5MHz（伴音中頻）這樣，高頻頭將高頻電視信號(hào)接收進(jìn)來，進(jìn)行處理，變?yōu)楣潭ǖ膱D像中級(jí)和伴音中頻，然后送往中頻放大器。2.中頻放大器將混頻器送來的圖像中頻和伴音中頻，按一定頻率特性進(jìn)行放大。對(duì)圖像中頻信號(hào)放大達(dá)60dB左右；而對(duì)伴音中頻信號(hào)的放大則小得多，只有34dB左右。壓低伴音中頻放大量是為了防止伴音干擾圖像。由于增益高，在中放級(jí)要相應(yīng)地設(shè)有抑制干擾的電路（如聲表面波濾波器）與自動(dòng)增益控制（AGC）電路，以提高穩(wěn)定性。中放級(jí)的輸出信號(hào)波形與輸入信號(hào)波形相同，只是幅度被放大了。3.視頻檢波器視頻檢波器有兩個(gè)作用：一是從圖像中頻信號(hào)中檢出視頻信號(hào)，即通過它把高頻圖像信號(hào)還原為視頻圖像信號(hào)，然后送至視放級(jí)；二是利用檢波二極管的非線性作用，將圖像中頻（38MHz）和伴音中頻（31.5MHz）信號(hào)混頻，得到6.5MHz差額，即產(chǎn)生6.5MHz第二伴音中頻信號(hào)（調(diào)頻信號(hào)）。

4.視頻放大器一般由預(yù)視放和視放輸出級(jí)兩級(jí)組成。預(yù)視放作為信號(hào)分配電路，將檢波器檢出的視頻信號(hào)送至視放輸出級(jí)、AGC電路、同步分離電路和伴音中放電路，并作為第二伴音中頻的第一級(jí)放大器。視放輸出級(jí)將預(yù)視放送來的視頻信號(hào)放大到峰峰值60V左右，以負(fù)極性視頻圖像信號(hào)輸出，送給顯像管陰極，以控制電子束電流強(qiáng)弱，使之在屏幕上重現(xiàn)圖像。另一方面，在視放級(jí)中取出一部分信號(hào)，經(jīng)ANC電路通過AGC檢波電路轉(zhuǎn)換成直流控制信號(hào)。用它控制中放級(jí)和高放級(jí)增益，使檢波輸出信號(hào)電平穩(wěn)定在1~1.5V，從而保證圖像穩(wěn)定。

ANC電路又稱抗干擾電路，主要用來消除混入電視信號(hào)中的大幅度窄脈沖的干擾。5.同步分離和掃描電路同步分離電路由同步分離和同步放大兩部分組成。該電路從ANC電路中取出的視頻信號(hào)，利用幅度分離原理分離出復(fù)合同步信號(hào)（行同步、場(chǎng)同步、均衡脈沖和槽脈沖）。復(fù)合同步信號(hào)經(jīng)過放大整形后送至掃描電路。掃描電路分為場(chǎng)掃描與行掃描兩部分。6.伴音通道第二伴音中頻信號(hào)（6.5MHz）送入伴音中放，作進(jìn)一步放大，經(jīng)過限幅，送入鑒頻器。鑒頻器將伴音調(diào)頻信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，檢出原始音頻信號(hào)，送至伴音低放，伴音低放將鑒頻器送來的音頻信號(hào)進(jìn)行電壓和功率放大，然后推動(dòng)揚(yáng)聲器，還原出電視伴音。7.電源電視機(jī)所需電源分直流低壓、中壓和高壓三大類。低壓電源由交流50Hz、220V經(jīng)變壓器降壓、整流、濾波和穩(wěn)壓獲得，其值一般為+12V，作為整機(jī)供電的主要電源。高壓（12kV左右）和中壓（400V、100V等）電源的取得及供給電路已在同步分離和掃描電路中作了敘述。①總結(jié)方框圖中各方塊作用，將各方塊歸納為三個(gè)部分：信號(hào)通道部分：高頻頭、中頻放大器、視頻檢波器、視頻放大器、伴音通道。同步掃描部分：同步分離電路、掃描電路。電源部分：低壓、中壓、高壓。②超外差式是指電視機(jī)利用本機(jī)振蕩和外來高頻電視信號(hào)在混頻級(jí)形成固定中頻信號(hào)，再對(duì)中頻信號(hào)進(jìn)行放大經(jīng)檢波而取得圖像信號(hào)。超外差式選用較射頻電視信號(hào)低的中頻頻率就比較容易做到放大量大且穩(wěn)定。由于中頻是固定的，所以中放的頻率特性具有很優(yōu)良的選擇性，并適合于殘留邊帶制信號(hào)的頻帶。③內(nèi)載波式是圖像中頻（38MHz）和伴音中頻（31.5MHz）通過視頻檢波器時(shí)，差拍產(chǎn)生6.5MHz第二伴音的內(nèi)差方式。其特點(diǎn)是伴音信號(hào)和圖像信號(hào)共用一個(gè)放大通道（中放），直到檢波后才被分離出來。還有一點(diǎn)是6.5MHz第二伴音中頻頻率始終穩(wěn)定，即使本振頻率發(fā)生變動(dòng)，參見下式（Δfp是本振頻率因變動(dòng)而發(fā)生的偏移量）：

6.5MHz=（38MHz+Δfp）-（31.5MHz+Δfp

）這樣就消除了因本振頻率漂移而引起的伴音失真或衰減。2.2.2國(guó)產(chǎn)黑白電視機(jī)的基本參數(shù)和要求表2-2國(guó)產(chǎn)黑白電視機(jī)基本參數(shù)和要求表2-2國(guó)產(chǎn)黑白電視機(jī)基本參數(shù)和要求2.3電視信號(hào)和信號(hào)通道的頻譜分析2.3.1信號(hào)波形及其頻譜圖2-9信號(hào)通道各點(diǎn)的信號(hào)電壓波形圖和相應(yīng)的頻譜圖圖2-9信號(hào)通道各點(diǎn)的信號(hào)電壓波形圖和相應(yīng)的頻譜圖2.3.2信號(hào)通道頻率特性簡(jiǎn)析

圖2-10方波的形成基波和三次諧波疊加后的波形；

(b)基波和三次諧波相位不合適而引起波形失真2.4黑白電視機(jī)常見故障的分析1.光柵只有一條水平亮線可以判斷行掃描電路及顯像管各極電壓供電正常，電子束有水平方向的掃描而無垂直方向的掃描，說明場(chǎng)頻鋸齒波電流沒有送入場(chǎng)偏轉(zhuǎn)線圈，則故障出在場(chǎng)掃描電路。例如，場(chǎng)偏轉(zhuǎn)插頭脫落或是場(chǎng)偏轉(zhuǎn)線圈焊片上引線折斷。2.光柵只有一條垂直亮線可以肯定的是場(chǎng)掃描電路及顯像管供電電路正常，從方框圖上看，顯像管各極取自行輸出電路，說明行掃描電路也沒有問題，否則，就不會(huì)出現(xiàn)亮線。電子束在這種情況下，不能進(jìn)行水平方向掃描，是因?yàn)樾休敵黾?jí)產(chǎn)生的鋸齒電流未能送到行偏轉(zhuǎn)線圈，所以故障只可能發(fā)生在行偏轉(zhuǎn)線圈支路（如斷路）。3.有光柵、無圖像、無伴音

有光柵，說明行、場(chǎng)掃描電路、顯像管、電源部分是好的。無圖像和伴音，說明故障主要在信號(hào)通道部分和伴音通道。用起子觸碰預(yù)視放基極，若屏幕上出現(xiàn)黑白橫條或雜波，有時(shí)還能收到調(diào)頻信號(hào)，說明視放部分是正常的。繼續(xù)向前觸碰中放管基極，若也能聽到雜音，屏幕上看到雪花點(diǎn)，則故障在高頻頭。4.有光柵、無圖像、有伴音有光柵說明掃描電路正常，有伴音說明伴音通道和高頻頭、中放及檢波輸出基本正常，那么問題出在視放級(jí)。

5.有光柵、有圖像、無伴音

顯然，檢波輸出的6.5MHz第二伴音中頻信號(hào)未能經(jīng)伴音通道處理加到揚(yáng)聲器上，伴音通道有問題。用金屬桿碰觸伴音通道各部分輸入級(jí)，若出現(xiàn)觸某一級(jí)時(shí)揚(yáng)聲器沒有反應(yīng)，則那一級(jí)就有問題。6.無光柵、無伴音故障的主要原因是：電源部分有故障，無12V電壓或電路板有短路現(xiàn)象，造成燒保險(xiǎn)絲。

7.圖像上、下滾動(dòng)電視機(jī)的垂直方向的掃描規(guī)律與發(fā)送端的掃描規(guī)律不一致，即場(chǎng)不同步。在這里，行掃描是同步的，表明同步分離電路工作正常，主要問題在于積分電路或者場(chǎng)振蕩電路頻率偏移過多。8.圖像左右不穩(wěn)或無規(guī)律的黑白斜道說明電視機(jī)的水平方向掃描規(guī)律與發(fā)送端的掃描規(guī)律不一致，即行不同步。問題出在行掃描部分。調(diào)節(jié)行頻旋鈕，則圖像中的黑白斜道間隔隨之變化。若能調(diào)出圖像，但穩(wěn)不住，左右晃動(dòng)，表明行振蕩頻率能調(diào)到15625Hz的準(zhǔn)確值，故障出在AFC電路。若根本調(diào)不出圖像，則問題出在行振蕩器。9.圖像有幾何失真和四周有暗角顯像管故障，一般是顯像管與偏轉(zhuǎn)線圈配合不好，偏轉(zhuǎn)線圈質(zhì)量有問題或是中心位置調(diào)節(jié)器未調(diào)好等。

10.開機(jī)后經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間才出現(xiàn)光柵（約半分鐘后）

這種現(xiàn)象說明顯像管已衰老，其陰極發(fā)射能力下降。第3章彩色電視的基本原理3.1色度學(xué)的基本知識(shí)

3.2彩色圖像的分解與重現(xiàn)3.3黑白、彩色電視兼容的可能性3.4PAL制彩色全電視信號(hào)3.5彩色電視機(jī)概述3.1色度學(xué)的基本知識(shí)圖3-1電磁波的波譜3.1.2彩色的三要素

任意一種彩色光，均可用亮度、色調(diào)和色飽和度來表示，它們又稱作彩色三要素。亮度是指彩色光對(duì)人眼所引起的明亮程度。當(dāng)光波的能量增強(qiáng)時(shí)，亮度就增加；反之亦然。此外，亮度還與人眼的光譜響應(yīng)特性有關(guān)，不同的彩色光，即使強(qiáng)度相同，當(dāng)照射同一物體時(shí)也會(huì)產(chǎn)生不同的亮度。人眼對(duì)λ＝550nm的光波，亮度感覺最靈敏。色調(diào)是指光的顏色。紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫分別表示不同的色調(diào)。它是彩色最基本的特性。

色飽和度是指彩色的純度，即顏色摻入白光的程度或指顏色的深淺程度。白光越多色飽和度越低，白光越少色飽和度越高。白光為零，色飽和度為100%；只有白光，色飽和度為零。通常把色調(diào)與色飽和度通稱為色度。3.1.3三基色原理與混色法圖3-2混色圖(a)相加混色圖；(b)彩色三角形從圖3-2(a)得知:紅光＋綠光＋藍(lán)光＝白光紅光＋綠光＝黃光綠光＋藍(lán)光＝青光紅光＋藍(lán)光＝紫光

從配色實(shí)驗(yàn)證明，配出標(biāo)準(zhǔn)E白光所需R、G、B三基色光通量之比為1∶4.5907∶0.0601，因此規(guī)定：光通量為1LTW的紅光，4.5907LTW的綠光及0.0601LTW的藍(lán)光各作為一個(gè)基色單位，分別用［R］、［G］、［B］表示。正好配出1份E白光，其光通量為

5.6508LTW(=1×1+1×4.5907+1×0.0601)。符合“等量的三基色可配成白色”的相加原理。任意一種彩色光的配色方程可寫為

FL=R［R］+G［G］+B［B］其中，R、G、B表示三基色的三色系數(shù)，它們的比值決定了待配彩色的色調(diào)。三基色各分量的光通量之代數(shù)和等于該彩色光的光通量。例如：R=G=1，B=0.5，則據(jù)式(3-1)有：

FL=1［R］+1［G］+0.5［B］

={0.5［R］+0.5［G］+0.5［B］}+0.5［R］+0.5［G］因此，該彩色光FL為0.5份E白光與0.5份黃光即呈現(xiàn)淡黃色，白光與色光相等，飽和度為50%，其光通量為

FL=1×1+1×4.5907+0.5×0.0601LTW

由于亮度正比于光通量，因此，待配彩色光的亮度等于各混合分量亮度的代數(shù)和。3.1.4亮度方程

顯像三基色要混合成白光，所需光通量之比是由所選用的標(biāo)準(zhǔn)白光和所選三基色的不同而決定的。目前彩色電視中，NTSC制顯像三基色熒光粉配制光通量為1lm(流明)C白光的方程式為：

Y=0.299R+0.587G+0.114B

由于彩色電視制式不同，所規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)白光和選擇的顯像三基色熒光粉也不一樣。PAL制的亮度方程為

Y=0.222R+0.707G+0.071B

但因NTSC制使用較早，所以PAL制中沒有采用它本身的亮度方程，而是沿用了NTSC制的亮度方程。實(shí)踐表明，由此引起的圖像亮度誤差很小，完全能滿足視覺對(duì)亮度誤差的要求。亮度方程通常近似寫成：Y=0.30R+0.59G+0.11B

（3-2）

在亮度方程中，R、G、B前面的系數(shù)0.30、0.59、0.11分別代表R、G、B三種基色對(duì)亮度所起的作用，稱為可見度系數(shù)。例如，在一個(gè)單位亮度的白光當(dāng)中，紅基色對(duì)白光亮度的貢獻(xiàn)為30%，綠基色對(duì)白光亮度的作用為59%，藍(lán)基色對(duì)白光亮度的貢獻(xiàn)為11%。當(dāng)R=G=B=1時(shí)，為白光；當(dāng)R、G、B取不同的值，可以配出各種不同的顏色，以及飽和度不同但色調(diào)不變的顏色。

在彩色電視信號(hào)傳輸過程中，亮度信號(hào)和三基色信號(hào)以電壓的形式來代表，亮度方程可改寫成電壓的形式，即

EY＝0.30ER+0.59EG+0.11EB

這里，EY、ER、EG、EB各代表亮度信號(hào)、紅信號(hào)、綠信號(hào)和藍(lán)信號(hào)的電壓且分別獨(dú)立，已知任意三種，可通過加、減法矩陣電路來合成第四種。在后述的討論中，為了書寫方便，仍把以上四種信號(hào)電壓EY、ER、EG、EB分別以Y、R、G、B來表示。3.2彩色圖像的分解與重現(xiàn)3.2.1彩色圖像的分解3.2.2彩色圖像的重現(xiàn)如圖3-3(a)所示。

在接收端，見圖3-3(b)，經(jīng)過傳輸通道，圖像信號(hào)又被解碼器分解為三個(gè)基色信號(hào)去控制彩色顯像管的三個(gè)電子束。圖3-3彩色電視傳送的基本過程3.3黑白、彩色電視兼容的可能性3.3.1色度信號(hào)的編碼傳輸

1.色度信號(hào)的編碼重要條件之一就是要求彩色全電視信號(hào)和黑白電視信號(hào)都同樣占有6MHz的帶寬。這就是說，對(duì)彩色電視來說，一般不直接傳送三個(gè)基色信號(hào)。因?yàn)閱螐恼加妙l帶來看，為了保證圖像清晰度，每一基色信號(hào)帶寬應(yīng)與黑白圖像信號(hào)相同，則三個(gè)基色所占頻帶總和為18MHz，因此，為了達(dá)到兼容目的，彩色電視中最好直接含有僅代表亮度信息而不含色度信息的亮度信號(hào)，然后再選擇兩種基色信號(hào)。

對(duì)于彩色電視機(jī)而言，可將亮度信號(hào)與被選的兩種基色信號(hào)組合獲得三基色信號(hào)送至彩色顯像管。例如，選用Y、R、B三種信號(hào)，G是可以通過亮度方程和已知二基色信號(hào)的值解得的。但這樣做有個(gè)很大的缺點(diǎn)，即亮度信號(hào)Y已經(jīng)代表了被傳送彩色光的全部亮度，而R、B本身也含有亮度，這顯然是多余的，且在傳輸過程中易干擾Y信號(hào)。為了克服這一缺點(diǎn)，一般不選基色本身作為色度信號(hào)，而是對(duì)基色信號(hào)進(jìn)行編碼，而從基色信號(hào)中減去亮度信號(hào)，編碼后的信號(hào)稱為色差信號(hào)。例如，R-Y,B-Y,G-Y。

R-Y=R-(0.3R+0.59G+0.11B)=0.7R-0.59G-0.11B

B-Y=-0.3R-0.59G+0.89BG-Y=-0.3R+0.41G-0.11B

由于G-Y信號(hào)數(shù)值較小，對(duì)改善信雜比不利，G-Y又可由R-Y和B-Y通過簡(jiǎn)單的電阻矩陣合成，所以通常只傳送Y，R－Y和B-Y這三種信號(hào)，而不傳送G-Y信號(hào)。其中，Y僅代表亮度信息，R-Y，B-Y代表色度信息。顯然，這給兼容電視提供了方便與可能。2.傳送色差信號(hào)的優(yōu)點(diǎn)

(1)兼容效果好當(dāng)選用Y、R-Y、B-Y三種信號(hào)時(shí)，Y僅代表被傳送景物的亮度，而不含色度。而且，當(dāng)所傳送的圖像為黑白圖片時(shí)，色差信號(hào)均為零，因?yàn)槿魏魏诎讏D片僅有亮度明暗的層次變化，因此它們的三基色信號(hào)總是相等的。例如，傳送一灰色時(shí)，其三基色信號(hào)為R=G=B=0.4V，它們合成的亮度信號(hào)Y=0.4V，所以色差信號(hào)R-Y,B-Y也為零。因此，色差信號(hào)只表示色度而不表示亮度。而且三色差信號(hào)對(duì)亮度的貢獻(xiàn)為零。0=0.3(R-Y)+0.59(G-Y)+0.11(B-Y)

(2)能夠?qū)崿F(xiàn)恒定亮度原理所謂恒定亮度原理是指：被攝景物的亮度，在傳輸系統(tǒng)是線性的前提下均應(yīng)保持恒定，即與色差信號(hào)失真與否無關(guān)，只與亮度信號(hào)本身的大小有關(guān)。假設(shè)某一時(shí)刻為一種偏紫的紅色，其三基色信號(hào)為R=0.7V，G=0.4V，B=0.5V，由式(3-2)，合成的Y=0.5，根據(jù)色差定義，可用矩陣電路合成得到紅色差信號(hào)和藍(lán)色差信號(hào)為R-Y=0.7-0.5=0.2VB-Y=0.5-0.5=0V

如果我們選用Y、R-Y、B-Y三種獨(dú)立信號(hào)代表彩色信息，并將它們送至接收端，再利用矩陣電路同樣可以將以上三信號(hào)相加獲得R、B基色信號(hào)為0.7V、0.5V，同時(shí)，也可按式(3-6)合成綠色差信號(hào)：G-Y=-0.51(R-Y)-0.19(B-Y)=-0.11V

然后再與亮度信號(hào)Y相加得到綠基色信號(hào)為0.39V，所恢復(fù)的三基色信號(hào)重現(xiàn)的亮度仍是0.5V。

在傳輸過程中，假若Y信號(hào)無失真仍為0.5，而色差信號(hào)受干擾，R-Y由0.2V變?yōu)?.3V，B-Y由0V變?yōu)?.2V，則它們合成的G-Y=0.51×0.3-0.19×0.2=-0.191V，在接收端已失真的色差信號(hào)與未失真的亮度信號(hào)合成后形成的三基色信號(hào)為：

R′=(R-Y)′+Y=0.3+0.5=0.8V

G′=(G-Y)′+Y=-0.191+0.5=0.309V

B′=0.2+0.5=0.7V

Y′=0.3×0.8+0.59×0.309+0.11×0.7=0.5V(3)有利于高頻混合

選用色差信號(hào)是有利于高頻混合的。為了在接收端能夠得到帶寬為6MHz的三個(gè)基色信號(hào)，只要將窄帶的色差信號(hào)混入一個(gè)6MHz全帶寬的亮度信號(hào)就可以達(dá)到混合高頻的目的。用亮度信號(hào)中的高頻分量代替基色信號(hào)中未被傳送的高頻分量，可用公式表示如下：3.3.2頻帶壓縮與頻譜間置

在我國(guó)彩電制式中，規(guī)定色度信號(hào)帶寬壓縮到1.3MHz。2.頻譜間置(1)亮度信號(hào)的頻譜分析圖3-4簡(jiǎn)單圖像信號(hào)波形和頻譜

如圖3-4所示的圖像信號(hào)就分別是按幀頻fZ重復(fù)的周期方波，即場(chǎng)頻脈沖或行頻脈沖，其周期分別是TZ和TH，而這些方波又可以按傅里葉級(jí)數(shù)分別展開為：或(2)頻譜間置圖3-5亮度與色度信號(hào)頻譜間置示意圖3.彩色電視全射頻電視信號(hào)的頻域示意圖圖3-6彩電電視全射頻電視信號(hào)頻域圖3.3.3NTSC制編碼的調(diào)制與解調(diào)基本原理圖3-7正交平衡調(diào)制原理(a)正交平衡振幅調(diào)制方框圖；(b)色信號(hào)F的矢量圖

圖3-7(b)畫出了色度信號(hào)F的矢量圖，圖中，對(duì)角線的長(zhǎng)度代表色度信號(hào)F的幅值，而φ是F的相角，Ｆ的矢量式為：式中：

由于正交平衡調(diào)幅實(shí)際上是一個(gè)乘法器，對(duì)于單頻正弦波的調(diào)幅信號(hào)sinΩt·cosω0t來說，根據(jù)三角函數(shù):圖3-8正弦波和矩形波對(duì)載波進(jìn)行平衡調(diào)幅后的波形和頻譜

矩形波調(diào)制載波后的平衡調(diào)幅波的特點(diǎn)是：①平衡調(diào)幅波的振幅與載波信號(hào)振幅無關(guān)，而與調(diào)制信號(hào)振幅成正比；當(dāng)調(diào)制信號(hào)為零時(shí)，平衡調(diào)幅波的幅度也為零。②因調(diào)制器實(shí)際是一個(gè)乘法器：因而當(dāng)調(diào)制信號(hào)電壓為正值時(shí)，平衡調(diào)幅波與載波同相；當(dāng)調(diào)制信號(hào)電壓為負(fù)值時(shí)，平衡調(diào)幅波與載波反相。當(dāng)調(diào)制信號(hào)經(jīng)過零點(diǎn)，(以周期調(diào)制信號(hào)為標(biāo)準(zhǔn))平衡調(diào)幅波相位變化180°。

從高頻電子技術(shù)中得知，普通調(diào)幅波的特點(diǎn)是：①其振幅由載波信號(hào)振幅和調(diào)制信號(hào)振幅共同決定，當(dāng)調(diào)制信號(hào)振幅為零時(shí)，普通調(diào)幅波的振幅等于載波振幅。②從頻率上看，普通調(diào)幅波仍以載波周期為周期。③調(diào)幅波的包絡(luò)隨調(diào)制信號(hào)而變化，其包絡(luò)代表原調(diào)制信號(hào)。圖3-9正交解調(diào)原理方框圖現(xiàn)以(B-Y)藍(lán)色差解調(diào)為例，簡(jiǎn)要地分析一下解調(diào)過程。

通過低通濾波器后，高頻被旁通，從而獲得(B-Y)/2藍(lán)色差信號(hào)。3.3.4PAL制彩色電視編碼與解碼原理1.逐行倒相

PAL制基本上采用了NTSC制的各項(xiàng)技術(shù)措施，并增加了一些技術(shù)措施來克服NTSC制中對(duì)相位失真較敏感的缺點(diǎn)。它是采用色差信號(hào)(R-Y)和(B-Y)作為色度信號(hào)的兩個(gè)分量。兩個(gè)色差信號(hào)均占用0～1.3MHz，且幅度按百分比進(jìn)行壓縮，即則

當(dāng)掃描順序?yàn)榈趎行時(shí)，F(xiàn)V=VcosωSCt；當(dāng)掃描順序?yàn)閚+1行時(shí)，F(xiàn)V=Vcos(ωSC+180°)t，即當(dāng)?shù)趎行FV的相位為90°，則第n＋1行的為270°(或-90°)，第n＋2行的相位又回到90°如此反復(fù)進(jìn)行，而矢量FU的相位是不隨掃描行序改變的，因此，相加后色度信號(hào)的相位也是逐行改變的，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為式中:圖3-10逐行倒相矢量圖與開關(guān)函數(shù)波形圖(a)逐行倒相矢量圖；(b)開關(guān)函數(shù)波形圖圖3-11PAL制編碼的調(diào)制原理框圖

2.PAL制編碼的調(diào)制、解調(diào)原理(1)PAL制編碼器(2)PAL制解碼器圖3-12逐行倒相正交同步解調(diào)原理3.PAL制頻譜間置原理圖3-13半行頻間置的頻譜和行頻間置逐相倒相后仍用半行頻間置的頻譜；(b)PAL制的信號(hào)頻譜采用1/4行頻間置PAL制采用1/4行頻間置，副載波頻率為

實(shí)際上，為了減小副載波對(duì)亮度信號(hào)的干擾，改善兼容性，PAL制副載頻附加了25Hz，稱為半場(chǎng)頻間置，即選擇4.PAL制梳狀濾波器解碼原理圖3-14梳狀濾波器的原理框圖

由于利用超聲玻璃延時(shí)線來實(shí)現(xiàn)紅、藍(lán)兩色度分量的分離，因此稱作延時(shí)解調(diào)器。又由于延時(shí)解調(diào)器的幅頻特性是梳狀的，故又稱作梳狀濾波器。其解調(diào)分離原理如下：設(shè)第n行色度信號(hào)為由于V信號(hào)逐行倒相，所以第n-1行色度信號(hào)為

這樣，F(xiàn)n-1信號(hào)經(jīng)過延時(shí)器延時(shí)63.943μs(約延時(shí)64μs)再反相后正好和Fn同時(shí)到加法器和減法器中，經(jīng)相加式相減可得:同理：5.超聲玻璃延時(shí)線

超聲玻璃延時(shí)線的典型參數(shù)如下：延時(shí)時(shí)間：63.943μs±3ns；工作頻率：4.43MHz±1MHz；插入損耗：-8±3dB；工作溫度：-10～50℃；輸入輸出阻抗：390Ω；最大輸入電壓：6V。圖3-15五次反射片狀超聲延時(shí)線的結(jié)構(gòu)與符號(hào)(a)結(jié)構(gòu)；(b)符號(hào)3.4PAL制彩色全電視信號(hào)3.4.1彩色圖像信號(hào)分析1.三基色信號(hào)波形分析與參數(shù)

(1)彩條圖形

圖3-16(b)、(c)、(d)分別表示R、G、B三基色信號(hào)。圖3-16三基色信號(hào)波形及其對(duì)應(yīng)的彩條圖形(2)參數(shù)介紹

彩條信號(hào)的主要參數(shù)有相對(duì)幅度、飽和度和頻帶寬度。其相對(duì)幅度、飽和度的計(jì)算公式如下：2.標(biāo)準(zhǔn)彩條的亮度與色差信號(hào)波形

由于電視臺(tái)送出的彩色信號(hào)是兩個(gè)色差信號(hào)和一個(gè)亮度信號(hào)，所以可根據(jù)以上標(biāo)準(zhǔn)彩條信號(hào)的規(guī)定，利用亮度方程算出各種規(guī)范彩條信號(hào)的Y，(R-Y)和(B-Y)。例如：在100/0/100/0彩條中，黃色彩條對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)R=G=1，B=0，算表3-1圖3-17亮度與色差信號(hào)波形3.彩條圖形的色度信號(hào)波形特點(diǎn)與矢量圖

(1)彩條色度信號(hào)的矢量圖

例如，壓縮后的100/0/100/0彩條信號(hào)中的紫色，據(jù)表3-1，其R-Y=0.59，B-Y=0.59，則有：表3-2圖3-18壓縮后的色度信號(hào)矢量圖圖3-19已壓縮的100/0/100/0彩條色度信號(hào)波形圖4.彩條圖形的復(fù)合圖像信號(hào)波形圖3-20色度信號(hào)已壓縮的100/0/100/0彩條信號(hào)波形圖3.4.2彩色同步信號(hào)分析1.色同步信號(hào)的功用、矢量圖與波形圖3-21色同步信號(hào)位置圖3-22PAL制色同步信號(hào)(a)PAL制色同步信號(hào)；(b)色同步信號(hào)矢量圖2.PAL制色同步信號(hào)形成原理圖3-23PAL制色同步信號(hào)形成原理框圖3.4.3彩色全電視信號(hào)波形的總結(jié)

對(duì)這種由多種信號(hào)構(gòu)成彩色全電視信號(hào)進(jìn)行如下總結(jié)。①它是黑白、彩色電視接收機(jī)均能使用的兼容性電視信號(hào)。②參與混合的各種信號(hào)均保持著獨(dú)立性。③對(duì)靜止圖像而言，其電視信號(hào)以幀為重復(fù)周期，其場(chǎng)間、行間相關(guān)性也較大;對(duì)活動(dòng)圖像而言，則可說是幀間、行間相關(guān)性較大的非周期信號(hào)，但其同步與消隱信號(hào)仍是周期的。④它是視頻單極性信號(hào)(電視臺(tái)通常發(fā)送一種彩條幅度壓縮為75%的負(fù)極性的彩條信號(hào))，既含有直流分量，又含有交流分量，且是上下不對(duì)稱的信號(hào)，其總頻帶寬為0～6MHz。圖3-24100/0/75/0負(fù)極性彩條波形3.5彩色電視機(jī)概述圖3-25高頻電視信號(hào)的分離框圖圖3-26彩色電視機(jī)組成框圖第4章高頻調(diào)諧器4.1高頻調(diào)諧器的功用及性能要求4.2高頻調(diào)諧器的功能電路4.3電子調(diào)諧器

4.4頻道預(yù)置器

4.5高頻調(diào)諧器常見故障分析4.1高頻調(diào)諧器的功用及性能要求1.作用①選頻：從天線接收到的各種電信號(hào)中選擇所需要頻道的電視信號(hào)，抑制其它干擾信號(hào)。②放大：將選擇出的高頻電視信號(hào)（包括圖像信號(hào)的伴音信號(hào)），經(jīng)高頻放大器放大，提高靈敏度，滿足混頻器所需要的幅度。③變頻：通過混頻級(jí)將圖像高頻信號(hào)和伴音高頻信號(hào)，與本振信號(hào)進(jìn)行差拍，在其輸出端得到一個(gè)固定的圖像中頻信號(hào)和第一伴音中頻信號(hào)，然后再送到圖像中頻放大電路。2.組成圖4-1高頻調(diào)諧器的組成3.分類

按諧振回路調(diào)諧方式的不同，高頻調(diào)諧器可分為機(jī)械調(diào)諧式和電子調(diào)諧式兩種。機(jī)械調(diào)諧式高頻調(diào)諧頭又分為VHF（1~12頻道）高頻頭和UHF（13~68頻道）高頻頭。目前，大多數(shù)黑白電視機(jī)采用機(jī)械式高頻頭，只有少數(shù)進(jìn)口黑白電視機(jī)采用電子調(diào)諧式高頻頭；而彩色電視機(jī)都采用電子調(diào)諧式高頻頭。電子調(diào)諧式高頻頭又分為普通全頻道電子調(diào)諧器及全增補(bǔ)電子調(diào)諧器。4.1.2對(duì)高頻調(diào)諧器的性能要求與天線、饋線及中放級(jí)阻抗匹配良好2.具有足夠的通頻帶寬度和良好的選擇性

高頻調(diào)諧器應(yīng)該具有從接收天線感應(yīng)得到的各種電磁信號(hào)中選取所需要的頻道信號(hào)，抑制鄰頻道干擾、鏡像干擾以及中頻干擾的能力。因此，要求它有合適的通頻帶和良好的選擇性。一般要求通頻帶應(yīng)大于或等于8MHz，要求高頻調(diào)諧器鏡頻抑制比大于40dB，中頻抑制比大于50dB。圖4-2高頻調(diào)諧器的幅頻特性(a)彩色電視的高頻特性；(b)黑白電視的高頻特性3.噪聲系數(shù)小、功率增益高（1）放大器的噪聲系數(shù)NF要小放大器的噪聲系數(shù)NF表示輸入端信號(hào)信噪比與輸出端信號(hào)信噪比的比值，即噪聲系數(shù)可理解為：信號(hào)通過放大器后，“信噪比”變壞了幾倍。如果NF=1，輸入端信噪比與輸出端信噪比相同，表示放大器本身不產(chǎn)生附加噪聲，這是理想化的情況。實(shí)際上，NF總是大于1的。整個(gè)電視接收輸出信噪比的好壞，主要取決于高頻調(diào)諧器高放級(jí)噪聲系數(shù)的大小。因?yàn)槎嗉?jí)放大器總的噪聲系數(shù)為式中，NF1，NF2，NF3，…為各級(jí)噪聲系數(shù)；AP1、AP2等為各級(jí)功率增益?？梢?，要減少調(diào)諧器的噪聲，提高各級(jí)的功率增益也同樣十分重要。噪聲系數(shù)通常又用分貝來表示(2)高頻調(diào)諧器的功率增益要高一般要求高頻調(diào)諧器的功率增益≥20dB，噪聲系數(shù)低于8dB。4.本振頻率穩(wěn)定，本振輻射要小通常要求VHF段本振漂移不大于±300kHz；UHF段本振漂移不大于±500kHz。

5.具有自動(dòng)增益控制電路為了適應(yīng)不同的場(chǎng)強(qiáng)，且在天線輸入信號(hào)電平劇烈變化時(shí)，使檢波后視頻輸出電平基本保持不變，高放級(jí)和中放級(jí)應(yīng)有自動(dòng)增益控制。一般要求高頻頭自動(dòng)增益控制范圍應(yīng)達(dá)20dB以上。4.2高頻調(diào)諧器的功能電路4.2.1輸入電路1.阻抗變換器圖4-3阻抗變換器(a)結(jié)構(gòu)；(b)磁芯繞組的連接2.中頻抑制電路圖4-4幾種常見的中頻吸收電路3.輸入選頻回路(1）選頻式中：(2）保證選擇性且完成阻抗匹配輸入回路選擇性好壞可由其有載品質(zhì)因數(shù)Qfz的大小來衡量。Qfz越高，回路選擇性越強(qiáng)。其中，Qfz=R0’/2πf0L。由此可知，欲想有較高的Qfz，輸入回路兩端的等效電阻R0’值必須很大，而R0’=1/(1/Rc+1/Rsr)。實(shí)際上，由于天線內(nèi)阻Rc（75Ω）及高放管工作時(shí)輸入阻抗Rsr（100~250Ω左右）都較小，當(dāng)它們并接在輸入回路兩端時(shí)，勢(shì)必造成R0’很小，導(dǎo)致選擇性變差。為此將電感L抽頭與天線信號(hào)源相接，利用變壓器阻抗變換關(guān)系：

使信號(hào)源內(nèi)阻折合到回路兩端電阻變大。再利用電容分壓的阻抗變換關(guān)系：4.2.2高頻放大器1.對(duì)高頻放大器的要求①因?yàn)檎麢C(jī)的噪聲系數(shù)主要由高放級(jí)決定，因此要求高放級(jí)的噪聲系數(shù)盡可能小，一般應(yīng)小于5dB。故要求采用噪聲系數(shù)小于3dB的晶體管。②有較高而穩(wěn)定的功率增益，且要求對(duì)不同頻道的增益比較均勻。高放級(jí)增益約在20dB以上，頻道之間的增益差應(yīng)小于10dB。③具有良好的選擇性和足夠?qū)挼耐l帶。要求幅頻特性-3dB帶寬大于8MHz，-6dB帶寬小于18MHz。④具有自動(dòng)增益控制作用，高放級(jí)的增益可控范圍應(yīng)大于20dB。2.高頻放大器基本原理電路圖4-6高頻放大器基本電路(1）直流偏置(2）輸出回路圖4-7雙調(diào)諧回路的諧振曲線(3)中和電路圖4-8中和原理4.2.3本機(jī)振蕩器1.對(duì)本機(jī)振蕩器的主要要求①振蕩頻率穩(wěn)定度高，電壓和溫度漂移小。②本振頻率必須可以微調(diào)，以使本振頻率能準(zhǔn)確地調(diào)諧，獲得最佳接收效果。其頻率微調(diào)范圍一般為±1.5~±5MHz。③本振電容對(duì)外輻射要小。一般本振信號(hào)幅度為100~200mV，且需將整個(gè)高頻頭用金屬外殼屏蔽。④本振輸出波形要良好，諧波成分要小，以防止產(chǎn)生較多的組合頻率干擾。2.本機(jī)振蕩器基本原理電路圖4-9

高頻頭本振電路(a)電路；(b)交流等效電路設(shè)0＜(1-ω2L1C1）＜1，則L'1＞L1。如果滿足4.2.4混頻器1.對(duì)混頻器的主要要求①混頻功率增益要大。一般混頻器輸出的中頻功率與輸入的高頻信號(hào)功率之比應(yīng)大于10~20dB。②應(yīng)具有良好的選擇性和較小的噪聲系數(shù)。為了減小其它干擾信號(hào)進(jìn)入中頻放大器，混頻器必須具有良好的選擇性。為此，輸出端通常采用中頻雙調(diào)諧電路。由于混頻器處于信道前部，故要求本身噪聲系數(shù)小。③混頻失真和干擾要小。我們只要求混頻后的載波頻率由高頻變?yōu)橹蓄l，而代表圖像和伴音信息的高頻電視信號(hào)調(diào)幅波的振幅和瞬時(shí)頻率的變化規(guī)律不變，否則將會(huì)使圖像和伴音產(chǎn)生失真。④應(yīng)有較好的匹配特性，以獲得最佳功率傳輸。因此，混頻器輸入端與高放輸出端連接采用電感抽頭，而混頻器輸出電路與中放輸入端也常采用電容抽頭等方式以實(shí)現(xiàn)阻抗匹配。2.混頻器的基本電路圖4-10混頻器的基本電路圖4-11混頻示意圖圖4-12混頻原理圖(a)二極管混頻；(b)三極管混頻圖4-13混頻前后的信號(hào)頻譜圖圖4-14KP12-2高頻頭電路圖4.2.5高頻調(diào)諧器實(shí)例分析1．輸入回路

(1）高通濾波器高通濾波器由L1、L2、L3、L4、C1、C2、C3組成。其中，L1、C1與L4、C3組成的并聯(lián)諧振回路，諧振在圖像中頻阻止其通過；L2、C2、L3組成的高通濾波網(wǎng)絡(luò)，對(duì)中頻以下信號(hào)旁路吸收。適當(dāng)選擇L2、C2、L3的數(shù)值，可抑制低于1頻道的干擾信號(hào)，而讓高頻電視信號(hào)順利地通過。(2）輸入調(diào)諧回路輸入調(diào)諧回路采用電感抽頭，電容分壓電路，并且1~5頻道和6~12頻道采用兩組不同電感與電容分壓比，以保證1~12頻道間增益相差不大。其中，L5、L6、C5、C6為6~12頻道的輸入回路；L5、L6、C4、C6為1~5頻道的輸入回路。2．高放級(jí)高放級(jí)采用雙調(diào)諧共發(fā)射極放大電路，V1為高放管；R1、C7和AGC電壓為基極偏置；C8為射極旁路電容，R2是射極電流負(fù)反饋電阻；R3為調(diào)高放管V1射極電位的電阻；C12是中和電容；為了保證高、低頻道增益相差不大，在1~5頻道時(shí)，L7/R5、C9/C10、C11組成雙調(diào)諧初級(jí)回路，R5作為阻尼電阻，降低了此時(shí)高放增益；而在6~12頻道時(shí)，C9、C11、L7組成雙調(diào)諧初級(jí)回路；L8、C13、C14、C16組成雙調(diào)諧次級(jí)回路。3．本振電路

本振管V3選用高頻低噪聲晶體管。振蕩部分采用變型三點(diǎn)式共集電極電路，其振蕩頻率取決于C24、C25、C28、L9。其中，C24為串聯(lián)補(bǔ)償電容。此外，R12、C27組成電源濾波電路，C18為耦合電容，C27對(duì)高頻短路，使本振為共集電極電路。4．混頻級(jí)

V2為混頻管，它采用共發(fā)射極雙調(diào)諧放大電路。其中，C20、R10、T、C21、C22組成雙調(diào)諧初次級(jí)回路。R10用來調(diào)整帶寬，初次級(jí)都調(diào)諧在中心頻率34.5MHz上。為了滿足阻抗匹配，混頻級(jí)輸入回路與混頻管采用電容分壓方式連接。該混頻級(jí)采用本振信號(hào)與高頻電視信號(hào)同時(shí)注入混頻管基極的方式。值得注意的是，混頻管工作在非線性區(qū)，靜態(tài)電流約1.5~2mA，其工作點(diǎn)由R8與R6決定。在KP12-2型高頻頭中，更換L5~L9，可以完成頻道轉(zhuǎn)換。4.3電子調(diào)諧器4.３.１變?nèi)荻O管和開關(guān)二極管圖4-15變?nèi)莨芮€1.變?nèi)荻O管2.開關(guān)二極管及頻段切換

由圖4-15可見，當(dāng)加在變?nèi)荻O管上的反壓由-3V變到-30V時(shí)，其結(jié)電容容量變化范圍約為18~3pF。電容比KC=Cmax/Cmin=18/3=6。而甚高頻VHF頻段的12個(gè)頻道高放回路的中心頻率要從52.5MHz變到219MHz，根據(jù)公式:所需求的電容比低頻段高頻段

目前變?nèi)荻O管的電容比KC還達(dá)不到這個(gè)數(shù)值，因此，采用開關(guān)二極管切換頻段的辦法，將甚高頻（VHF）的12個(gè)頻道劃分為兩個(gè)頻段，即1~5頻道為低頻段（中心頻率52.5~88MHz），6~12頻道為高頻段（中心頻率171~219MHz），這樣，兩個(gè)頻段的電容比是：圖4–16電調(diào)諧回路示意圖4.3.2電子調(diào)諧器電路分析圖4–17調(diào)諧器（VTS-7ZH7）電原理圖1.VTS-7ZH7方框圖圖4-18VTS-7ZH7方框圖2.VHF電路

(1）低通濾波器從圖4-17中可看出，低通濾波器由L120、L121、C149組成，其作用是，從天線輸入的信號(hào)中取出VHF信號(hào)，并阻止UHF信號(hào)進(jìn)入低通濾波器。

(2）帶通濾波器由L101~L104、C101~C103組成，其作用是利用其組合特性，抑制1頻道以下的信號(hào)，以免干擾頻率進(jìn)入輸入電路。經(jīng)過低通和帶通兩組濾波器，使1~12頻道的信號(hào)能無衰減地通過，經(jīng)C107耦合至輸入回路。

（3）輸入回路輸入回路由L107、L108、L110、L111、C105、C112、C159、C161及變?nèi)荻O管D102、開關(guān)管D101、D112組成。其作用是進(jìn)一步選定接收的電視臺(tái)信號(hào)，送高放級(jí)進(jìn)行放大。圖4-19VHF頻段高放電路(4）高放電路

（5）混頻電路混頻電路由混頻管Q